GazdaságSzerző: portfolio 10 órával ezelőtt 9 percnyi olvasás
Az offshore szélenergia bővítésének egyik kevéssé látható korlátja, hogy a tenger alatti villamosenergia-kábelek gyártása és telepítése nehezen tud lépést tartani a növekvő igényekkel. A keresletet az offshore beruházások mellett az országok közötti villamosenergia-összeköttetések fejlesztése is növeli. Az energiaátmenet megvalósítása így egyre inkább azon is múlik, hogy Európa képes-e időben biztosítani a szükséges ipari kapacitásokat.
Ez itt az on the other hand, a portfolio vélemény rovata.
Amikor az energiaátmenetről esik szó, a figyelem rendszerint a termelőkapacitásokra irányul, vagyis arra, hogy hány új szélturbina és naperőmű épül, milyen gyorsan terjednek az akkumulátorok, és lesz-e elegendő kritikus nyersanyag.
Jóval kevesebb szó esik arról az infrastruktúráról, amely eljuttatja az energiát a fogyasztókhoz.
A tengeren megtermelt villamos energia csak akkor használható fel a szárazföldön, ha nagy kapacitású tenger alatti kábelek kapcsolják össze a szélerőműveket a szárazföldi hálózatokkal. Ugyanezek az összeköttetések az országok villamosenergia-rendszereit is összekapcsolhatják, lehetővé téve, hogy az energia oda jusson, ahol éppen a legnagyobb szükség van rá.
A tengeri kábelek iránti igény az elmúlt években ugrásszerűen megnőtt, és a következő évtizedekben tovább erősödhet. Az Európai Unió célkitűzése szerint a tengeri megújulóenergia-kapacitást 2030-ra 88 GW-ra, 2050-re pedig 360 GW-ra kell növelni. Ez a jelenlegi 21,5 GW-os uniós állományhoz képest hatalmas bővítést jelent. A tengeri szélerőművek bővülésével az általuk termelt villamos energia hálózatba kapcsolásához is egyre több tengeri és szárazföldi hálózati kapcsolatra lesz szükség.
Hosszabb távon pedig az egyes országok hálózatait összekötő tengeri rendszerek is kiépülhetnek.
A beruházások nagyságrendjét jól mutatja, hogy a világon évente telepített nagyfeszültségű tenger alatti villamosenergia-kábelek hossza a 2020-as mintegy 1932 kilométerről 2028-ra várhatóan 18 173 kilométerre emelkedik. Ez közel tízszeres növekedést jelent mindössze nyolc év alatt.
A kínálat azonban ennél jóval lassabban bővíthető. A nagyfeszültségű tenger alatti kábelek nem szabványos ipari termékek: az egyes projektekhez egyedi mérnöki tervezésre, speciális, akár 200 méter magas extrúziós tornyokkal működő gyártósorokra, valamint külön erre a célra épített kábelfektető hajókra van szükség. Az új üzemek és hajók kiépítése milliárd eurós beruházásokat és többéves előkészítést igényel, ezért az ipar csak fokozatosan tud alkalmazkodni a kereslethez.
A tenger alatti villamosenergia-kábelek szerepe nem merül ki az offshore szélerőművek hálózati csatlakoztatásában. Az országok közötti összeköttetések az európai villamosenergia-piac integrációját is segítik, és lehetővé teszik az időjárásfüggő termelés regionális kiegyensúlyozását. Amikor például erős a szél az Északi-tengeren, a többletenergia más országokba is eljuthat, amikor pedig visszaesik a termelés, az áram ellenkező irányban áramolhat. A határokon átnyúló kábelek így nemcsak az energia továbbítását teszik lehetővé, hanem az európai villamosenergia-rendszer rugalmasságát is növelik.
Ennek egyik példája a Dániát és az Egyesült Királyságot összekötő Viking Link, amely mintegy 765 kilométeres útvonalon, 1400 MW kapacitással továbbít villamos energiát a két ország között. A következő lépcsőt az úgynevezett hibrid összeköttetések jelentik, amelyek egyetlen infrastruktúrán belül kapcsolják össze az offshore szélerőműveket a szárazföldi hálózatokkal, miközben országok közötti villamosenergia-átvitelre is alkalmasak. Ennek első működő példája a Kriegers Flak Combined Grid Solution, amely 2020 óta kapcsolja össze a dán és a német offshore szélerőműveket, miközben a két ország villamosenergia-rendszere között is összeköttetést biztosít.
A fejlődés következő lépcsőjét a Bornholm-energiasziget képviselheti. A projekt offshore energiaközpontként gyűjti össze a Balti-tengeren termelt szélenergiát, és azt Dániába, illetve Németországba továbbítja, miközben határkeresztező átviteli kapacitást is biztosít. A rendszert úgy tervezik, hogy később további országok és új offshore termelőkapacitások is csatlakozhassanak hozzá. Ez már egy olyan hálózati modell előképe, amelyben a tenger alatti kábelek nem egyetlen szélerőműparkot vagy két országot kötnek össze, hanem egy összekapcsolt európai tengeri villamosenergia-rendszer részeként működnek.
A tengeri villamosenergia-hálózatok fejlődésével párhuzamosan a kábeltechnológia is jelentős átalakuláson ment keresztül. A partközeli szélerőműparkok hálózati csatlakoztatására továbbra is jellemzően váltakozó áramú (HVAC) kábeleket alkalmaznak, a nagyobb távolságú és nagyobb teljesítményű összeköttetéseknél azonban egyre fontosabbá vált a nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) technológia. A két megoldás közötti gazdaságossági határ a projekt jellemzőitől függően mintegy 50–100 kilométer között alakul.
Ennek elsősorban műszaki oka van. A váltakozó áramú tengeralatti kábelek esetében a kábel saját elektromos kapacitása miatt töltőáram keletkezik, amely a kábel hosszával együtt növekszik. Emiatt hosszabb, jellemzően több tíz kilométeres távolságokon egyre nagyobb veszteségek és többletköltségek jelentkeznek.
A HVDC-rendszerek ezzel szemben hosszú távolságokon kisebb átviteli veszteséggel képesek nagy mennyiségű villamos energiát továbbítani
- akár több száz vagy ezer kilométeres távolságra is. Ez különösen fontossá teszi őket a partoktól távolabb épülő offshore szélerőműparkok és a hosszú nemzetközi villamosenergia-összeköttetések esetében.
A technológia fejlődését jól mutatja, hogy egyetlen modern 525 kV-os HVDC-kapcsolat ma már 2 GW villamos energia továbbítására képes, ami egy nagyobb atomerőművi blokk teljesítményével összemérhető. Az ilyen rendszerek a következő években több nagyszabású európai projektben is megjelennek.
A német BalWin1 és BalWin2 egyenként 2 GW villamos energiát továbbít majd az Északi-tengerről a szárazföldre, míg a holland IJmuiden Ver Alpha és Nederwiek 1 szintén egyenként 2 GW-os kapacitással épül ki. A technológia fejlődése azonban itt nem áll meg. A Prysmian 2026-ban bejelentett új megoldása pedig az 525 kV-os tengeralatti HVDC-kábelek megengedett üzemi hőmérsékletét 90 °C-ra emeli, amivel az egyetlen összeköttetésen továbbítható teljesítmény 2 GW-ról 2,5 GW-ra növelhető. A fejlesztés így nemcsak nagyobb átviteli teljesítményt, hanem a meglévő hálózati infrastruktúra hatékonyabb kihasználását is lehetővé teheti.
A HVDC-technológia térnyerése ugyanakkor a kábelgyártást is új kihívások elé állította. A nagyfeszültségű tenger alatti kábelek előállítása összetett és szigorú minőségbiztosítást igényel. A több centiméter vastag szigetelésnek évtizedeken keresztül kell ellenállnia a nagyfeszültségnek, a tengervíznek és a jelentős mechanikai igénybevételnek, miközben a több száz kilométer hosszú kábeleket hibátlan szerkezeti integritással kell előállítani.
Éppen ezért a HVDC-kábelek előállítása ma a világ egyik legösszetettebb villamosipari gyártási folyamata.
A szükséges gyártási és telepítési háttér kiépítése ezért rendkívül tőkeigényes. A Prysmian a finnországi Pikkala üzemében 2022 óta 220 millió eurót fordított a nagyfeszültségű tenger alatti kábelek gyártási kapacitásának bővítésére, míg az NKT a svédországi Karlskrona üzemének fejlesztésére és egy új kábelfektető hajóra eredetileg 1 milliárd eurós beruházási programot indított, amelynek költségét később 1,3 milliárd euróra módosította. Egy új gyártósor üzembe helyezése ráadásul évekig is eltarthat, így a kínálat nehezen tud alkalmazkodni a kereslet gyors növekedéséhez.
A globális nagyfeszültségű tenger alatti villamosenergia-kábelpiac rendkívül koncentrált. A rendelkezésre álló piaci becslések szerint a Prysmian, a Nexans és az NKT együtt a piac mintegy 75 százalékát adja. Bár Ázsiában is működnek jelentős kábelgyártók, a nagy teljesítményű, nagy távolságú HVDC-rendszerek piacán továbbra is ez a három európai vállalat rendelkezik a legerősebb pozícióval.
Versenyelőnyük a vertikálisan integrált üzleti modellből fakad.
A kábelek tervezésétől és gyártásától a tengeri telepítésen át az üzemeltetési és karbantartási szolgáltatásokig a teljes értéklánc elemeit saját kapacitásokkal fedik le. Ehhez speciális kábelfektető hajók, mérnöki és projektmenedzsment-kapacitások, valamint több évtized alatt felhalmozott projekt- és minősítési tapasztalat társul. Ez magas belépési küszöböt teremt, és jelentősen lassítja az új szereplők piacra lépését.
A piaci kereslet közben gyors ütemben bővül. A globális HVDC-kábelpiac értéke 2024-ben mintegy 2,4 milliárd dollár volt, ami az előrejelzések szerint 2035-re 4,6 milliárd dollárra emelkedhet. Ez évente átlagosan 6,3 százalékos növekedést jelent. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) szerint közben a kábelek általános beszerzési ideje ma már két-három év, a speciális egyenáramú kábeleké pedig az öt évet is meghaladhatja.
A költségek is jelentősen emelkedtek. Az IEA felmérése szerint a kábelek ára reálértéken 2019 óta közel megduplázódott. A drágulást az erős kereslet mellett a réz, az alumínium és az elektromos acél árának emelkedése, valamint a beszállítói láncok lassú alkalmazkodása is hajtja.
A szűkös európai gyártási kapacitások és a hosszú szállítási idők közben az ázsiai szereplők számára is új lehetőségeket teremtenek. A dél-koreai LS Cable & System egyre határozottabban igyekszik növelni részesedését az európai piacon. A vállalat versenyképesebb árakkal, a szükséges minőségi követelmények fenntartása mellett próbál új megrendeléseket szerezni. Pozícióját erősíti, hogy a dél-koreai hajógyártóipar kapacitásaira is támaszkodhat, ami előnyt jelenthet egy olyan piacon, ahol a kábelfektető hajók biztosítása is egyre fontosabb kérdéssé válik. Az európai projektekben más Európán kívüli beszállítók is megjelentek. A lengyel Baltica 2 exportkábeleinek egy részét a kínai ZTT Submarine Cable szállítja, míg a brit Seagreen 1 három, egyenként 65 kilométeres offshore exportkábelét a francia Nexans gyártja az Egyesült Államokban működő charlestoni üzemében.
Ez rövid távon enyhítheti a kapacitáshiányból fakadó nyomást, stratégiai szempontból azonban új kérdéseket is felvet. Minél nagyobb szerepet kapnak az Európán kívüli gyártók a kritikus tengeri energia-infrastruktúrák kiépítésében, annál fontosabbá válik a beszállítói láncok biztonságának, a technológiai függőségnek és a kiberbiztonsági kockázatoknak a kezelése.
Európa számára így nem pusztán az a kérdés, hogy elegendő kábel készül-e, hanem az is, hogy ki rendelkezik az előállításukhoz és telepítésükhöz szükséges ipari kapacitásokkal.
A kábelek gyártását azonban nemcsak az ipari kapacitások, hanem az alapanyag-ellátás is korlátozhatja. A tenger alatti kábelek vezetőanyaga jellemzően réz, amely kiváló elektromos vezetőképessége és mechanikai tulajdonságai miatt különösen alkalmas erre a célra. Bár az alumínium olcsóbb és könnyebb alternatívát jelent, ugyanakkora teljesítmény átviteléhez lényegesen nagyobb keresztmetszetre van szükség, ami a kábel méretét, tömegét és telepítési költségét is növeli. Emiatt az offshore szélerőművek exportkábelei és a nemzetközi villamosenergia-összeköttetések döntő többsége ma is rézvezetőt használ.
A kábelipar azonban számos más ágazattal versenyez ugyanazért az alapanyagért.
Az elektromos járművek, a villamosenergia-hálózatok fejlesztése, az adatközpontok és a mesterséges intelligencia terjedése egyaránt jelentősen növeli a rézfelhasználást. A Nemzetközi Energiaügynökség szerint a villamosenergia-hálózatok éves rézigénye 2040-re 7,5 millió tonnára emelkedhet a jelenlegi szakpolitikák megvalósulásával számoló forgatókönyvben, míg egy gyorsabb energiaátmenetet feltételező forgatókönyvben közel 10 millió tonnát is elérhet.
A kínálat bővítése közben egyre nehezebbé válik. A jelenleg bejelentett bányászati projektek 2035-ig csak a szükséges elsődleges rézellátás mintegy 75 százalékát biztosíthatják, ami jelentős kínálati hiányt vetít előre. Ráadásul az IEA szerint a világ rézbányáinak átlagos ércminősége az elmúlt évtizedekben folyamatosan romlott. Chilében például az elmúlt 15 évben mintegy 30 százalékkal csökkent. Alacsonyabb fémtartalmú ércből ugyanannyi réz előállításához több kőzetet kell kitermelni és feldolgozni, ami nagyobb energia- és vízigénnyel, több meddőanyaggal és magasabb költségekkel jár. Az új bányák megnyitása ráadásul hosszú éveket vehet igénybe, így a kínálat nehezen tud gyorsan alkalmazkodni a kereslethez.
Ebben a helyzetben felértékelődik a már kitermelt réz újrahasznosítása.
A réz újrafeldolgozás során lényegében korlátlan alkalommal visszanyerhető anélkül, hogy alapvető tulajdonságait elveszítené, ezért a körforgásos gazdaság fontos kiegészítője lehet az elsődleges bányászati kínálatnak. Az IEA szerint 2023-ban a globális rézigény mintegy 33 százalékát fedezték másodlagos források, szemben a 2015-ös 37 százalékkal. Az arány csökkenése azt mutatja, hogy az újrahasznosítás jelenleg még nem tud lépést tartani a kereslet növekedésével. Hosszabb távon azonban a használatból kikerülő réz mennyiségének növekedése jelentős újrahasznosítási potenciált teremthet. Ehhez hatékonyabb begyűjtésre, szétválogatásra és feldolgozásra lesz szükség.
A tenger alatti kábelek ellátásában jelentkező korlátok egy szélesebb problémára világítanak rá. Az offshore energia gyors felfuttatása nemcsak új infrastruktúrák kiépítését, hanem a hozzájuk szükséges gyártási, telepítési, mérnöki és nyersanyagkapacitások egyidejű bővítését is megköveteli. Ha ezek közül bármelyik nem bővül azonos ütemben, a teljes beruházási láncban késedelem keletkezhet. Már most sem csak a kábelek jelentik a szűk keresztmetszetet. A HVDC-rendszerekhez szükséges nagyberendezések, például a transzformátorok szállítási ideje is több évre nyúlhat, miközben a megfelelő tapasztalattal rendelkező szakemberekből is hiány van.
Ez az európai energiapolitika számára azt jelenti, hogy az offshore célok megvalósíthatóságát egyre kevésbé lehet kizárólag megawattokban és beruházási összegekben mérni.
Legalább ilyen fontos kérdéssé válik, hogy az ipar képes-e időben rendelkezésre bocsátani a szükséges kábeleket, hálózati berendezéseket és hajókat.
A több évre előre kiszámítható projektportfólió ezért már önmagában iparpolitikai tényező, hiszen csökkentheti a gyártói beruházások kockázatát, és kiszámítható keresletet teremthet az új kapacitások kiépítéséhez.
A tenger alatti kábelipar így valójában előre jelzi az európai energiaátmenet egyik új korlátját. A következő évtizedben nemcsak az energiaforrásokért és a hálózati kapacitásért, hanem az energiaátmenet megvalósításához szükséges ipari erőforrásokért is verseny folyik majd. Európa jelenlegi előnye, hogy a nagyfeszültségű tengeri kábelek gyártásában erős hazai szereplőkkel rendelkezik, ezt az előnyt azonban nem lehet adottságként kezelni. A gyártás, a nyersanyag-ellátás, a speciális hajóflotta és a szakértelem együttes biztosítása egyre inkább annak feltételévé válik, hogy az offshore energia tervezett bővítése ténylegesen is megvalósuljon.
Címlapkép forrása: Marcus Brandt/picture alliance via Getty Images
Napi